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    退役磷酸鐵鋰電池包梯次利用現狀及核心技術

    來源:存能電氣  日期:2019-06-13 14:06  瀏覽量:

      退役磷酸鐵鋰電池包梯次利用現狀及核心技術。目前,磷酸鐵鋰電池是我國主要發展且用量較大的電動汽車動力電池之一。隨著清潔能源汽車的深入推廣,退役電池數量在不斷增加,回收壓力越來越大。由于退役電池往往還保有一定使用壽命,如果能夠好好利用回收,拓寬應用領域,可以有效延長使用期限,降低所使用場合的運營成本。本文針對退役磷酸鐵鋰電池包梯次利用現狀及核心技術展開說明。

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      退役磷酸鐵鋰電池包梯次回收現狀

      如果直接將廢棄的磷酸鐵鋰電池丟棄,會造成環境污染和資源浪費,由于其潛在的危害和巨大的經濟價值,世界各國相繼展開積極的研究。

      產業界最開始并沒有針對磷酸鐵鋰電池一類單獨回收,而是側重鋰電池整體的回收;美國Toxco公司采用低溫破碎分離法回收處理鋰離子電池材料,目前已經建成年加工處理廢舊鋰離子電池規模達3500的工廠,并展開運行;日本礦業金屬公司和日本著名蓄電池制造商湯淺(GSYuasa)公司也在計劃從廢舊的電動汽車用電池中回收鋰資源。近幾年,由于磷酸鐵鋰憑借其成本、性能、壽命等方面的優勢。得到廣泛應用,關于磷酸鐵鋰電池的回收工作也陸續展開。

      雖然主管部門和企業大力推行磷酸鐵鋰電池,但由于尚處于大量裝備車輛階段,回收利用還處于起步階段,現有的回收體系也不健全,主要有以下幾方面問題。

      (1)回收量小。動力電池在我國近幾年才得到廣泛使用,沒有出現大規模報廢?;厥盏碾姵卮蠖鄟碜杂谄髽I的報廢電池,個人的電池回收意識不強,數量也有限。

      (2)沒有完整的回收網絡。目前主要靠各地回收公司進行回收,電池雖然量大,但是零散,少量電池回收價值不高,還可能當作生活垃圾處理掉。

      (3)回收企業資質不全。法律規定企業申請到危險廢物經營許可證才有廢電池回收處理資質,但是真正擁有資質的回收企業并不多,小企業非法回收擾亂了市場,也帶來了安全隱患。

      退役磷酸鐵鋰電池包梯次利用現狀

      以電動汽車行業為例,通常在電動汽車工況下,動力電池的容量衰減至初始容量的80%即認為無法滿足行車要求,需要更換。因此退役的動力磷酸鐵鋰電池往往具有電池初始容量的75%以上,內部的化學成分并未改變。實際上更換下來的電池仍然有較長的壽命,可以用于對于電池性能要求不高的場合,如家庭的應急電源、低速電動車、智能電網的削峰填谷、游樂場玩具車等。動力電池的梯次利用可以緩解電池回收的壓力,充分發揮電池的價值,降低應用的成本,因此開展梯次利用的研究非常必要。

      我國重慶等地已經建立了公交充電站,利用退役磷酸鐵鋰電池服務于電動公交車站的儲能系統,可以有效地抑制充電負荷的波動,降低電網輸配的成本。美國通用公司和瑞典ABB集團聯合開展了車載鋰電池二次利用的研究,主要是:儲存太陽能電池和風力發電產生的電能。Heymans Catherine等從退役動力電池在用戶側梯次利用的經濟性角度出發,通過分析用戶能源需求及系統成本,研究了退役動力電池在用戶側參與調峰的可行性。

      退役磷酸鐵鋰電池包梯次核心技術

      退役電池梯次利用的核心技術主要包括電池分選評估、成組均衡、運行維護、經濟性評估等技術。退役電池重組集成后,目前主要應用于低速電動車、助力車、直流電源、微電網等場景,在大規模儲能技術領域也有應用可能性。相關研究機構從不同技術及應用角度開展了相應的研究。

      E.L.Schneider等詳細研究了從大量退役鎳氫動力電池及鋰離子動力電池中挑選可再利用電池的方法,并測試分析了這些電池的性能,發現其剩余容量十分可觀。郭劍波等發明了一種電動汽車動力電池梯次利用的分級方法,將電池健康狀態評估結果與電池的使用條件結合起來,對梯次利用動力電池進行分級。

      磷酸鐵鋰電池包由于具有循環壽命更長,安全性高,成本低,環境污染較少等優點,而成為國內許多企業在生產初期的第一選擇。對于產生的廢棄磷酸鐵鋰電池包如果不加以回收處理則會帶來巨大的環境污染。另一方面,金屬的有效回收和剩余能量的利用也可以帶來可觀的經濟效益。因此,鋰電生產企業有必要深入研究廢舊磷酸鐵鋰電池回收處理現狀。

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